1. 静态链接重定位

  • 什么是链接重定位？

    • 链接时候进行符号表地址重定位，因为编译器无法去全局照顾每一个符号，尤其是模块间的函数调用

    • 举例：函数调用

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  • 对编译期间的 main.o进行反汇编(objdump),查看汇编代码可以发现：main里针对函数my_test的符号解析 填充的其实是一个错误值，是不对的。如下

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  • 链接完成之后呢？再次针对main进行反汇编(objdump)，就会发现，链接时候已经做了填充，如下:

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2. 动态连接技术

  • 举个例子先

    • main.c 需要链接lib1.so执行。首先编译(.o),链接(ELF),反汇编(objdump),ELF查看(readelf)

      • main.c如下

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  • 1.c如下

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  • 编译

    • 将1.c编译成动态库，将main编译成ELF并链接该动态库 lib1.so

      • gcc -shared -fPIC 1.c -o lib1.so -g

      • gcc main.c -L. -l1 -o main -g

  • 用objdump -S main.o > main.asm, 查看 main.asm可以看到main里调用 g_func 的汇编处，如下图

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  • 动态加载流程

    • 动态加载基本流程

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  • ELF Header内容(readelf -h main/readelf -l main)

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  • 动态链接技术的出现，解决了静态库耦合依赖，以及浪费内存问题。使得多个进程共享一个动态库成为可能。 在一定程度上节省了内存。延迟绑定(Lazy building)以及地址无关技术(PIC position-Independent-Code )的运用，让这个优势更加明显。

3. 技术简介

  • 动态链接技术说白了就是解决了一个重定位问题。把程序原本链接时候符号重定位变成了运行时候动态重定位。 是如何做的呢？

  • 其实就是延迟绑定。存放函数地址的数据表，称为全局偏移表（GOT, Global Offset Table），而那个额外代码段表， 称为程序链接表（延迟绑定技术）（PLT，Procedure Link Table）。

  • 一切的一切，都是这两个表的杰作: PLT 和 GOT

  • 先用官方枯燥无味的话大概总结下这个过程

TIP:

当需要动态链接时，内核会引导动态链接（ELF 解释器），该链接首先会初始化自身，然后加载指定的共享对象（已加载则不必）。接着它会执行必要的再定位，包括目标共享对象所使用的共享对象。LD_LIBRARY_PATH 环境变量定义查找可用共享对象的位置。定义完成后，控制权会被传回到初始程序以开始执行。
重定位是通过一个称为 GOT和PLT的间接机制来处理的。这些表格提供了 ld-linux.so 在再定位过程中加载的外部函数和数据的地址。这意味着无需改动需要间接机制（即，使用这些表格）的代码：只需要调整这些表格。一旦进行加载，或者只要需要给定的函数，就可以发生再定位（稍候在 用 Linux 进行动态加载 小节中会看到更多的差别）。
再定位完成后，动态链接器就会允许任何加载的共享程序来执行可选的初始化代码。该函数允许库来初始化内部数据并备之待用。这个代码是在上述 ELF 映像的 .init 部分中
定义的。在卸载库时，它还可以调用一个终止函数（定义为映像的 .fini 部分）。当初始化函数被调用时，动态链接器会把控制权转让给加载的原始映像。

  • 下边会用更加人性化的方法分析下这个过程

4. PLT和GOT详解

4.1. 重定位

  • 符号重定位，本质上是要解决当前编译单元如何访问“外部”符号这个问题。

    • ELF头部信息:

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  • 对于可执行文件来说，符号重定位是在链接阶段完成的。但是动态库是在运行时候才加载进来 所以，对于动态库里符号的重定位，只能推迟。称作动态加载(Dynamic Loading,DL)

  • redaelf 命令，可以查看ELF(Executable and Linking Format，ELF)文件

    • readelf -r 查看重定位段情况

    • readelf -d 可以看到程序所需动态库

  • 链接时符号重定位举例

    • 代码1.c 和 main.c

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action direction [log] [quick] on interface [af] [proto protocol] \
from src_addr [port src_port] to dst_addr [port dst_port] \
[tcp_flags] [state]
以上是自己的一点总结